Teses de Mestrado ESA
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Percorrer Teses de Mestrado ESA por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "11:Cidades e Comunidades Sustentáveis"
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- Avaliação ambiental de embalagens de azeite de oliva usando uma abordagem de avaliação do ciclo de vidaPublication . Barbosa, Jullyele Plana; Gonçalves, Artur; Rodrigues, Nuno; Constazi, Ricardo NagamineA presente dissertação tem como objetivo analisar o impacto ambiental das principais embalagens utilizadas para azeite extra virgem o vidro, PET, lata e bag-in-box quantificando seus efeitos ao longo do ciclo de vida conforme as normas ISO 14040 e ISO 14044. A Avaliação do Ciclo de Vida foi aplicada considerando as etapas de produção, transporte, uso e fim de vida, com foco em indicadores como Potencial de Aquecimento Global, Formação de Partículas Finas, Consumo de Água Doce, Ecotoxicidade em Água Doce e Toxicidade Humana Não Carcinogênica. Os resultados demonstram que a embalagem de vidro apresenta o maior impacto ambiental, associada principalmente ao seu elevado peso, gera elevado consumo energético no processo de fusão (≈ 6 MJ/kg) e emissões superiores a 1,6–2,9 kg CO₂ eq/kg. Apesar da alta reciclabilidade (85–90%) e reutilização potencial, o peso contribui para aumentar as emissões no transporte. As embalagens de PET e R-PET exibiram o melhor desempenho global. O uso de PET reciclado mecanicamente permite reduções de até 60% nas emissões de CO₂ em comparação com o vidro, mantendo níveis de reciclabilidade semelhantes (85–90%). O PET apresenta impacto climático de 2,3–2,5 kg CO₂ eq/kg, mas benefício logístico devido ao baixo peso. O uso obrigatório na UE de 30% de R-PET em embalagens alimentares a partir de 2030 reforça esse cenário positivo. As latas, com reciclabilidade próxima de 95%, apresentam impacto elevado auando produzidas a partir de alumínio primário, devido ao consumo energético extremamente alto (155–200 MJ/kg) e emissões associadas à extração e eletrólise da bauxita (9–11 kg CO₂ eq/kg). Contudo, quando reciclado, o alumínio pode reduzir sua pegada ambiental em mais de 70%, tornando-se competitivo com PET e vidro reciclado. O sistema bag-in-box destaca-se pelo baixo consumo de materiais e peso reduzido, com impactos gerais moderados (3–5 kg CO₂ eq/kg e 50–70 MJ/kg). No entanto, sua reciclabilidade é inferior a 50%, devido às camadas multicamadas de polímeros e alumínio, o que limita sua integração em ciclos circulares. Os cenários de reciclagem reduziram significativamente os impactos em todas as categorias analisadas, demonstrando que a estrutura de gestão de resíduos é tão determinante quanto o próprio material. De forma geral, o R-PET surge como a alternativa mais sustentável, seguido pelo alumínio reciclado. O vidro permanece ambientalmente viável apenas em contextos de reuso ou elevada taxa de retorno. Os resultados reforçam a necessidade de promover design ecológico, integração de conteúdo reciclado e sistemas circulares, alinhando a cadeia das embalagens de azeite aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável.
- Bioecologia e conservação da panjorca-do-esla (Achondrostoma asturicense): Monitorização de populações selvagens e de stocks em cativeiroPublication . Costa, Mário Daniel Barradas da; Teixeira, AmílcarA panjorca-do-esla (Achondrostoma asturicense) é uma espécie recentemente descrita e ameaçada, i.e. com estatuto “Em Perigo” (EN). Em Portugal, a distribuição está limitada às bacias dos rios Minho e Douro, com maior abundância encontrada nos rios Angueira e Maçãs (Bacia do rio Sabor) e na ribeira de Carvalhais (Bacia do Rio Tua). Entre as principais ameaças constam a poluição da água, a fragmentação e degradação de habitats aquáticos (pequenos e grandes obstáculos) e ribeirinhos (corte e degradação da galeria ripícola), a introdução e dispersão de espécies invasoras e as alterações climáticas, nomeadamente os períodos extensos de seca, responsável pelo confinamento de muitas populações em pequenas áreas (e.g., charcas). Tal facto, configura a necessidade de proceder à conservação in situ e reprodução ex situ da espécie, de modo a salvaguardar a sua identidade genética. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo contribuir para a conservação e gestão de stocks de panjorca-do-esla em Portugal. A metodologia contemplou a monitorização de: 1) populações selvagens, através da amostragem de 9 locais no rio Angueira, considerando 3 setores: 1) Angueira Superior (A1, A2, A3); 2), Angueira Médio (A4, A5, A6) e 3) e Angueira Inferior (A7, A8, A9), com avaliação dos traits reprodutivos da espécie e 2) stocks em cativeiro, através da criação de condições para a aclimatação e reprodução ex situ de populações selvagens, originárias dos rios Angueira e Maçãs. No sentido de perceber o impacte das pressões antrópicas e naturais nas populações piscícolas foi ainda avaliada a qualidade físico-química da água e dos habitats aquáticos e ribeirinhos, de acordo com as metodologias oficiais da Agência Portuguesa do Ambiente. Assim, na primavera de 2023 e 2024, procedeu-se à monitorização da fauna piscícola selvagem, através de pesca elétrica. Foram determinadas várias métricas como a composição, abundância, diversidade de Shannon-Wienner (H’), equitabilidade de Pielou (J’) e determinado o crescimento e a condição corporal. Paralelamente, para a monitorização dos stocks em cativeiro foram capturados exemplares (n > 100) de 2 setores dos rios Angueira e Maçãs e avaliada a aclimatação e performance no Posto Aquícola de Castrelos (Bragança), tendo em conta novas metodologias de criação em cativeiro, que contemplaram a naturalização prévia dos tanques de estabulação (e.g., criação de refúgios, telas de ensombramento, adição de substrato natural e macrófitos, fornecimento de dieta artificial e natural). Uma fração dos animais estabulados foi marcada com PIT-tags para uma monitorização de dados individuais. A performance dos peixes capturados foi avaliada através de modelos de crescimento através da função de von Bertalanffy para além da relação peso-comprimento para as populações/stocks em avaliação. Os resultados obtidos mostraram sinais de perturbação ambiental em diferentes locais do rio Angueira, com deteção de zonas com menor qualidade da água (i.e., oxigénio dissolvido O.D. < 7 mg/L; oxidabilidade > 5 mg O2/L; condutividade EC > 150 µS/cm) e dos habitats aquáticos e ribeirinhos (índices HQA e HMS), nomeadamente na proximidade de aglomerados rurais e urbanos e em zonas mais alteradas (e.g., açudes, inputs de nutrientes provenientes da agricultura, degradação das galerias ripícolas e presença de espécies invasoras). Na monitorização das populações selvagens do rio Angueira foram obtidas diferenças significativas (teste PERMANOVA, P<0,05) entre setores, mas não entre anos, correspondendo as maiores abundâncias da espécie-alvo, panjorca-do-esla (A. asturicense), aos setores do Angueira Superior e Angueira Médio. Por sua vez, no setor do Angueira Inferior a diversidade piscícola foi superior, embora deva ser assinada a baixa abundância de A. asturicense e a presença assinalável de espécies exóticas, caso da perca-sol (Lepomis gibbosus) e da gambúsia (Gambusia holbrooki). Verificou-se uma boa adaptação dos peixes selvagens ao cativeiro, desde as fases iniciais de estabulação, sempre mais críticas, tendo o crescimento sido isométrico (i.e., b = 3) para o stock do rio Angueira e alométrico negativo (i.e., b < 3) para o stock do rio Maçãs. No que respeita à condição corporal, foram encontradas diferenças significativas apenas para os stocks do rio Maçãs, sendo que os stocks do rio Angueira apresentaram a melhor condição corporal. Não foi registada qualquer mortalidade em todo o processo de captura, transporte e aclimatação ao cativeiro. Nas características (traits) reprodutivas observou-se uma amplitude assinalável na fecundidade total e índice gonadosomático. A reprodução ex situ de espécies nativas ameaçadas é uma das medidas que pode ser englobada na estratégia nacional e europeia de conservação da biodiversidade. Com efeito, as ameaças a que estão sujeitas espécies e populações justificam a manutenção de pools génicos em cativeiro que sirvam para repovoar/reforçar os stocks no meio selvagem, contribuindo para a preservação das espécies e dos valores naturais.
- Optimization of the extraction of bioactive compounds from Annona cherimola Mill. bio-residues using different techniquesPublication . Abidi, Essil; Reis, Filipa S.; Caleja, Cristina; Khemakhem, MaissaThe study of biological waste from fruits and vegetables is of great interest, not only for the food industry for many reasons, including economic interests, but also for the scientific community, which, in addition to an interesting nutritional characterization, found that this type of waste is a very interesting source of bioactive compounds. In recent years, Annona cherimola Mill. has been gaining great visibility worldwide due to its sensory properties, nutritional value and, consequently, its benefits for consumers' health. However, the epicarp of this fruit is discarded as worthless waste, despite several studies reporting a compelling nutritional, chemical and bioactive composition. Considering the amount of by-products produced annually, the main objective of this work is to optimize the extraction of an extract rich in phenolic compounds from the epicarp of Annona cherimola Mill. For that, two techniques were employed and compared to each other, heat-assisted extraction, and ultrasound-assisted extraction, to obtain extracts with potential interest for the food industry, namely as a natural preservative. The optimal conditions that guarantee the maximization of the extraction of phenolic compounds from Annona peel was determined using the response surface methodology (RSM). Phenolic compounds were analysed by HPLC-DAD-(ESI-)MS/MS. After obtaining the optimal extraction points by RSM, the bioactivity of the Annona peel was evaluated; the antioxidant capacity was assessed by colourimetric assays; the antimicrobial activity was evaluated against several food and clinical bacterial strains and fungi; the cytotoxic activity was tested on human tumor cell lines and non-tumor cell cultures, and the anti-inflammatory activity was tested in RAW 264.7 cells. The optimal peel extracts obtained by HAE and UAE presented the highest concentration of phenolic compounds (23.23 ± 0.92 and 11.75 ± 0.67 mg.g−1 extract dw, respectively). Hydroxytyrosol-hexoside, B-type procyanidin dimer, epicatechin were among the most abundant compounds. The maceration’s extract of Annona peel presented the highest antioxidant capacity as measured by TBARS and DPPH since they showed lower EC50 values comparing to the extract using ultrasound, while they presented equal results by the reducing power assay. Promising antibacterial activity was noticed for Annona's peel phenolic compounds extracted using Maceration that was proven to have a better bacterial inhibition against Gram-positive bacterial strains especially against the foodborne bacteria. Overall, it can be concluded that A. cherimola peel, is a source of polyphenolic compounds with significant antioxidant and antimicrobial activities. The choice of extraction method and solvent greatly influenced the composition and bioactivity of the extracts. These findings highlight the potential of Annona’s peel for the development of natural additives, while also emphasizing the importance of sustainable utilization of food waste materials. Further research is warranted to optimize extraction techniques and explore additional applications for these valuable bioactive compounds.
- Qualidade do Ar em Bibliotecas: Parâmetros de Conforto e Saúde em Ambiente de LeituraPublication . Braga, Brisa Lourenço; Feliciano, Manuel; Pereira, Ermelinda; Tiago, Fabiana da Conceição PereiraA Qualidade do Ar Interior (QAI) tem-se consolidado como uma ferramenta fundamental para a promoção da saúde pública e a preservação patrimonial, especialmente em espaços de uso coletivo e com acervos sensíveis, como as bibliotecas. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar a Qualidade do Ar Interior (QAI) da biblioteca da Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Bragança, com base na monitorização de parâmetros físico-químicos e microbiológicos durante o outono, inverno e primavera. Foram também avaliados os fatores que influenciam a QAI e a conformidade com a legislação portuguesa. Foram analisados indicadores de conforto térmico, nomeadamente a temperatura e a humidade relativa (HR), bem como poluentes físico-químicos e microbiológicos, tais como material particulado (PM10 e PM2,5), dióxido de carbono (CO₂), formaldeído (CH₂O), compostos orgânicos voláteis (COVs), monóxido de carbono (CO) e poluentes microbiológicos (fungos e bactérias). Os resultados revelaram variações sazonais e espaciais relevantes. A humidade relativa (HR) manteve-se abaixo dos níveis recomendados (23,5 a 39,4%), representando riscos à saúde dos ocupantes e à preservação do acervo documental. As temperaturas estiveram frequentemente fora da faixa ideal, especialmente em zonas não climatizadas. Parâmetros físico-químicos encontraram-se dentro dos limites legais, apesar dos picos de COVs associados ao uso de álcool 70% durante as medições microbiológicas. Quanto aos poluentes microbiológicos, foram identificados 17 géneros de fungos, com predominância de Cladosporium, Penicillium e Aspergillus. A razão Interior/Exterior (I/E) indicou que a origem desses fungos foi predominantemente externa (I/E < 1). A presença desses géneros é preocupante tanto para a saúde dos ocupantes quanto para a preservação do acervo. Nenhuma bactéria foi observada, o que pode ser atribuído à baixa humidade relativa que pode ter afetado a sua viabilidade. A caracterização evidenciou pontos críticos relacionados à HR e temperatura, agravados pelo funcionamento intermitente da UTA e pela falta de monitorização destes parâmetros. Recomenda-se a implementação de um sistema integrado de controlo e monitorização ambiental e o uso de humidificadores.
- Requalificação urbana de cursos de água no Nordeste de Portugal: Qual o efeito na biodiversidade e qualidade ecológica?Publication . Santos, Douglas Montez Lima dos; Teixeira, Amílcar; Rocha, Marcelo BorgesOs ecossistemas de água doce são, à escala mundial, dos ambientes mais ameaçados, na sua maioria pelas atividades antrópicas, responsáveis pela poluição e eutrofização da água, fragmentação e degradação de habitats, introdução de espécies invasoras e sobre-exploração de recursos, entre outras pressões. Acrescem ainda os efeitos das alterações climáticas, com a ocorrência de fenómenos hidrológicos extremos, cada vez mais frequentes e de grande magnitude associados às secas, ondas de calor, cheias e inundações. Neste enquadramento, os rios urbanos estão entre os sistemas mais degradados e têm sido alvo de projetos de requalificação fluvial, permanecendo por avaliar, muitas vezes, os efeitos na biodiversidade e qualidade ecológica, com implicações nos serviços de ecossistema prestados, tendo em conta os avultados investimentos. O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da reabilitação na biodiversidade e qualidade ecológica em dois cursos de água no Nordeste de Portugal que foram alvo no passado (~ 10 anos) de obras de reabilitação: 1) Ribeira do Juncal (Mogadouro); 2) Ribeira de Carvalhais (Mirandela). Foram selecionados 8 locais em cada ribeira, distribuídos por 3 zonas/tipologias: referência, reabilitada e de maior influência humana, com amostragem sazonal, compreendendo as 4 estações do ano. Na monitorização foram usados os protocolos da Agência Portuguesa do Ambiente, implementados no âmbito da Diretiva-Quadro da Água, para avaliação de elementos físico-químicos gerais, hidromorfológicos e biológicos das águas superficiais. Os resultados obtidos mostraram que, a reabilitação de ambos os cursos de água, permitiu recuperar alguns serviços de ecossistema nas urbes (Mirandela e Mogadouro), nomeadamente serviços culturais (acesso e lazer, recreação) e de regulação (controlo de cheias). Contudo, não foram encontrados ganhos evidentes em termos de biodiversidade e qualidade ecológica dos setores reabilitados. Com efeito, apesar de recorrerem, maioritariamente, a técnicas de engenharia natural que permitiram incrementar a heterogeneidade de microhabitats, a estabilidade das margens, o reforço (nem sempre conseguido) de vegetação ripária, persistem condições ambientais críticas, em especial no verão, na qualidade da água (e.g. com depleção de oxigénio dissolvido e presença de compostos azotados e fosfatados) que induzem fenómenos de eutrofização e na qualidade hidromorfológica (e.g. baseado nas pontuações obtidas pelos índice HMS e HQA do River Habitat Survey). De facto, no período estival é comum observarem-se blooms de algas e crescimentos exuberantes de plantas aquáticas (e.g., Thypha sp., Ranunculus sp., Potamogeton sp.) e ribeirinhas (em alguns casos exóticas, como Ailanthus altissima, Arundo donax) e a dominância de espécies não-nativas na fauna piscícola (e.g. Lepomis gibbosus, Gambusia holbrooki) e nos macroinvertebrados aquáticos, dominam taxa resistentes à perturbação, distribuídos pelos grupos faunísticos dos Diptera, Heteroptera, Annelida e Crustacea. São várias as métricas calculadas para os macroinvertebrados e peixes (e.g., riqueza taxonómica, abundância, % EPT, índices de diversidade de H’ de Shannon-Wienner, e equitabilidade J’ de Pielou, IptIn, F-IBIP) que corroboram a menor qualidade biológica dos troços reabilitados, quando comparados com setores de referência. Por outro lado, a análise multivariada confirmou a ocorrência de diferenças significativas entre setores/tipologia (PERMANOVA 2-way, P< 0,05) e estações do ano nas comunidades de macroinvertebrados de ambos os rios e apenas entre setores para as comunidades piscícolas. Contudo, importa assinalar que na Ribeira do Juncal, só foi possível capturar ictiofauna na zona reabilitada, nomeadamente nas albufeiras dos microaçudes construídos, ainda que na maioria composta por espécies exóticas. Tal facto, sugere que a diversidade de habitats (sequências pool/riffle) e microhabitats no setor reabilitado possa criar condições ambientais para a sobrevivência dos peixes e outros vertebrados aquáticos também detetados (e.g., anfíbios e répteis). Por outro lado, no caso da Ribeira de Carvalhais, merece ser assinalado o fomento da heterogeneidade de habitats (sequência pool/riffle) sem hipotecar a conectividade fluvial, dada a permeabilidade dos microaçudes galgáveis. De facto, estas técnicas permitiram ampliar o habitat disponível das espécies nativas de médio porte (e.g., boga-do-norte e barbo-comum), provenientes do rio Tua que nas migrações reprodutivas (e.g., foram encontrados em C3, 6 km a montante da foz com o rio Tua), procuram habitats ótimos de reprodução em zonas tipicamente reófilas. Estes habitats beneficiam ainda outras espécies nativas de pequeno porte, como o bordalo, panjorca-do-esla e escalo-do-norte. Contudo, a evolução positiva das zonas reabilitadas das duas ribeiras pode estar comprometida por diversas pressões negativas, com destaque para a falta de controlo da poluição da água, a garantia de fluxo de caudais (e.g. caudal ecológico), em especial na época estival (retenção e abstração de água para irrigação), a ausência de controlo de exóticas em habitats prioritários e a inexistência de gestão de habitats, nomeadamente na eliminação de macrófitos aquáticos e vegetação ribeirinha alóctone. Neste sentido, uma década após a reabilitação, importa equacionar um modelo de gestão que inclua obrigatoriamente a monitorização e manutenção da qualidade e quantidade da água dos habitats e da fauna e flora de ambas as ribeiras, para potenciar os serviços de ecossistema e preservar os valores naturais da região transmontana.
- Variação sazonal das concentrações e distribuições por tamanho de partículas em suspensão na atmosfera na cidade de Mirandela - PortugalPublication . Vieira, Leticia Murta; Feliciano, Manuel; Wilken, Adriana Alves Pereira; Vicente, Estela Alexandra DomingosA poluição atmosférica por material particulado (PM) representa um dos principais desafios ambientais e de saúde pública, associando-se a diversas doenças respiratórias e cardiovasculares. Este estudo analisou a variação sazonal das concentrações de PM na cidade de Mirandela, Portugal, considerando a influência de fatores meteorológicos e de eventos atmosféricos, como incêndios e inversão térmica. Para isso, foram realizadas campanhas de monitorização contínua durante um período do verão de 2024 e do inverno de 2025, utilizando o espectrómetro EDM 280 da Grimm Aerosol Technik para medições em tempo real. A análise dos dados envolveu a conversão dos dados originais em médias horárias e posteriormente, através de um script desenvolvido em Python, a avaliação de padrões temporais e o estabelecimento de correlacções de Spearman entre as concentrações de PM com variáveis meteorológicas, como temperatura, humidade relativa, precipitação e velocidade do vento. A matriz de correlação de Spearman foi utilizada para avaliar a significância estatística das relações, adotando um nível de significância de 5%. Além disso, para avaliar a influência da direção do vento na dispersão do material particulado, foram gerados gráficos polares (rosas de poluição). Para investigar o transporte de massas de ar a longas distâncias, como o possível transporte de areia do deserto do Saara ou de partículas provenientes de incêndios florestais, foi utilizado o modelo de retrotrajetórias HYSPLIT. Adicionalmente, a ocorrência de inversões térmicas, um fator que pode contribuir para a acumulação de PM em determinados dias, foi analisada com base em dados meteorológicos extraídos da plataforma Meteoblue. Os resultados indicaram que, ao comparar as campanhas, o inverno teve concentrações médias globais de partículas mais elevadas, com picos frequentes ao longo do período, enquanto no verão as concentrações são mais estáveis, com picos esporádicos. Quanto a influencia das condições meteorológicas na concentração de PM, tem-se na campanha de inverno, temperaturas mais baixas e maior humidade favorecem a concentração de PM, enquanto no verão o efeito sobre as partículas não foi estatisticamente significativo. Em relação a precipitação, destaca-se que o volume total de chuvas foi relativamente baixo durante o período de estudo, e as análises tiveram correlações fracas. Quanto a velocidade do vento, observou-se que o efeito foi mais evidente no inverno, com uma relação mais robusta dos ventos como um importante fator dispersor de particulas. A modelação de trajetórias atmosféricas pelo modelo HYSPLIT permitiu identificar potenciais fontes remotas de poluição em dias de excedência, revelando que, em algumas ocasiões, as massas de ar transportavam partículas de regiões externas a Mirandela. Além disso, a análise da inversão térmica indicou que essa condição esteve presente em grande parte dos dias com altas concentrações de PM, dificultando a dispersão dos poluentes e contribuindo para a sua acumulação nas camadas mais baixas da atmosfera. Esses resultados reforçam a importância de considerar fatores meteorológicos e atmosféricos na avaliação da qualidade do ar, destacando a necessidade de estratégias de mitigação que levem em conta a variabilidade sazonal e os padrões climáticos regionais.